JPH0961273A - Electrostatic capacitance-type pressure sensor - Google Patents
Electrostatic capacitance-type pressure sensorInfo
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- JPH0961273A JPH0961273A JP21877795A JP21877795A JPH0961273A JP H0961273 A JPH0961273 A JP H0961273A JP 21877795 A JP21877795 A JP 21877795A JP 21877795 A JP21877795 A JP 21877795A JP H0961273 A JPH0961273 A JP H0961273A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は静電容量の変化によ
り圧力値を測定する静電容量式圧力センサに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type pressure sensor which measures a pressure value by changing a capacitance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６（Ａ）は従来の静電容量式圧力セン
サの断面図を示している。この種の静電容量式圧力セン
サは、ベース基板１０１上に間隔をあけて形成された主
容量電極１０２及び基準容量電極１０３と、ダイアフラ
ム１０４上に形成されたダイアフラム電極１０５とを対
向させた構造を有している。図６（Ｂ）に示すように、
外部から圧力Ｐが加えられてダイアフラム１０４が撓
み、主容量電極１０２とダイアフラム電極１０５との間
の間隔がＤ0 からＤ1 に変化することにより、主容量電
極１０２とダイアフラム電極１０５との間の静電容量が
変化する。この静電容量式圧力センサを用いて圧力Ｐを
測定する場合には、主容量電極１０２とダイアフラム電
極１０５との間の変化する静電容量と、基準容量電極１
０３とダイアフラム電極１０５との間の基準静電容量と
に基づいて圧力Ｐの値を算出する。2. Description of the Related Art FIG. 6A shows a sectional view of a conventional capacitance type pressure sensor. This type of electrostatic capacitance type pressure sensor has a structure in which a main capacitance electrode 102 and a reference capacitance electrode 103 formed on a base substrate 101 at intervals and a diaphragm electrode 105 formed on a diaphragm 104 face each other. have. As shown in FIG.
The pressure P is applied from the outside to bend the diaphragm 104, and the distance between the main capacitance electrode 102 and the diaphragm electrode 105 changes from D0 to D1, thereby causing electrostatic discharge between the main capacitance electrode 102 and the diaphragm electrode 105. The capacity changes. When the pressure P is measured using this capacitance type pressure sensor, the changing capacitance between the main capacitance electrode 102 and the diaphragm electrode 105 and the reference capacitance electrode 1 are used.
03 and the reference electrostatic capacitance between the diaphragm electrode 105, the value of the pressure P is calculated.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】圧力Ｐの値を感度よく
測定するには、基準容量電極１０３とダイアフラム電極
１０５との間の基準静電容量は、圧力が加えられても変
化しないのが望ましい。しかしながら、図６（Ｂ）に示
すように、圧力Ｐがダイアフラム１０４に加えられる
と、わずかではあるが基準容量電極１０３とダイアフラ
ム電極１０５との間の間隔はＤ0 からＤ2 に変化して、
基準容量電極１０３とダイアフラム電極１０５との間の
基準静電容量も変化する。そのため、従来の静電容量式
圧力センサを用いて圧力値を測定しても、圧力値の測定
精度を高めることには限界があった。本発明の目的は、
基準静電容量の変化が少ない静電容量式圧力センサを提
供することにある。In order to measure the value of the pressure P with high sensitivity, it is desirable that the reference capacitance between the reference capacitance electrode 103 and the diaphragm electrode 105 does not change even when pressure is applied. . However, as shown in FIG. 6 (B), when the pressure P is applied to the diaphragm 104, the distance between the reference capacitance electrode 103 and the diaphragm electrode 105 slightly changes from D0 to D2.
The reference capacitance between the reference capacitance electrode 103 and the diaphragm electrode 105 also changes. Therefore, even if the pressure value is measured using the conventional electrostatic capacity type pressure sensor, there is a limit in improving the measurement accuracy of the pressure value. The purpose of the present invention is
An object of the present invention is to provide a capacitance-type pressure sensor in which the change in reference capacitance is small.
【０００４】本発明の他の目的は、ダイアフラムの撓み
を大幅に妨げることなく、基準静電容量の変化を小さく
できる静電容量式圧力センサを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an electrostatic capacitance type pressure sensor capable of reducing the change of the reference electrostatic capacitance without largely disturbing the bending of the diaphragm.
【０００５】本発明の他の目的は、基準静電容量の変化
を少なくして、しかも簡単に製造できる静電容量式圧力
センサを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an electrostatic capacitance type pressure sensor which can reduce the change of the reference electrostatic capacitance and can be manufactured easily.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、間隔をあけて
配置された主容量電極及び基準容量電極を備えたベース
基板と、主容量電極及び基準容量電極と対向するダイア
フラム電極を備えたダイアフラムと、ベース基板とダイ
アフラムとを外周部において結合する封着絶縁層とを具
備する静電容量式圧力センサを発明の対象とする。本発
明では、主容量電極及び基準容量電極との間に配置され
てベース基板とダイアフラムとを結合する絶縁性スペー
サを設ける。そして、絶縁性スペーサのパターンを基準
容量電極とダイアフラム電極との間の距離の変化を抑制
するように定める。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a diaphragm having a base substrate having a main capacitance electrode and a reference capacitance electrode arranged at intervals, and a diaphragm electrode having a diaphragm electrode facing the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode. An object of the invention is a capacitive pressure sensor including a base substrate and a sealing insulating layer that couples a diaphragm to an outer peripheral portion thereof. In the present invention, an insulating spacer is provided between the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode to connect the base substrate and the diaphragm. Then, the pattern of the insulating spacer is determined so as to suppress the change in the distance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode.
【０００７】主容量電極とダイアフラム電極との間の空
間（主容量電極が位置する空間）が密閉されるように絶
縁性スペーサのパターンを形成すると、該空間内に空気
が封止されている場合には、ダイアフラムに圧力が加え
られても、ダイアフラムは撓み難くなる。そこで、絶縁
性スペーサのパターンは、主容量電極が位置する空間と
基準容量電極が位置する空間とが連通するように定める
のが好ましい。このようにすると、ダイアフラムに圧力
が加えられた場合、主容量電極が位置する空間と基準容
量電極が位置する空間との間で空気が流動することによ
り、ダイアフラムが撓み難くなるのを抑制することがで
きる。When a pattern of the insulating spacer is formed so as to seal the space between the main capacitance electrode and the diaphragm electrode (the space where the main capacitance electrode is located), air is sealed in the space. Even if pressure is applied to the diaphragm, the diaphragm is less likely to bend. Therefore, it is preferable to determine the pattern of the insulating spacer so that the space in which the main capacitance electrode is located communicates with the space in which the reference capacitance electrode is located. With this configuration, when pressure is applied to the diaphragm, it is possible to prevent the diaphragm from becoming difficult to bend due to air flowing between the space where the main capacitance electrode is located and the space where the reference capacitance electrode is located. You can
【０００８】また絶縁性スペーサと封着絶縁層とを同じ
絶縁材料により形成すれば、絶縁性スペーサと封着絶縁
層とを、印刷等により同時にしかも容易に形成できる。If the insulating spacer and the sealing insulating layer are made of the same insulating material, the insulating spacer and the sealing insulating layer can be simultaneously and easily formed by printing or the like.
【０００９】また主容量電極と対向する第１の電極部と
基準容量電極と対向する第２の電極部とを備えるように
ダイアフラム電極を形成すれば、第１の電極部と第２の
電極部との間に露出するダイアフラム表面に絶縁性スペ
ーサを接合することができる。このようにすると、絶縁
性スペーサをダイアフラム表面にしっかりと接合させる
ことができる。If the diaphragm electrode is formed so as to include the first electrode portion facing the main capacitance electrode and the second electrode portion facing the reference capacitance electrode, the first electrode portion and the second electrode portion are formed. An insulating spacer can be bonded to the surface of the diaphragm exposed between and. In this way, the insulating spacer can be firmly bonded to the surface of the diaphragm.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１１】図１は本実施例の静電容量式圧力センサの
概略断面図を示している。本実施例の静電容量式圧力セ
ンサは、ベース電極部１とダイアフラム電極部２とが、
ガラス封着パターン３により結合された構造を有してい
る。FIG. 1 is a schematic sectional view of a capacitance type pressure sensor of this embodiment. In the capacitance type pressure sensor of this embodiment, the base electrode portion 1 and the diaphragm electrode portion 2 are
It has a structure in which it is joined by the glass sealing pattern 3.
【００１２】ベース電極部１は図２の平面図に詳細に示
すように、セラミックからなるベース基板４の上に主容
量電極５及び基準容量電極６が径方向に間隔をあけて形
成されて構成されている。主容量電極５は、金ペースト
を用いてスクリーン印刷により形成されており、厚みが
０．７μｍで円環状の形状を有している。主容量電極５
の一部は接続部７により主容量電極端子８に電気的に接
続されている。接続部７及び主容量電極端子８は主容量
電極５を形成するときに金ペーストを用いて同時に形成
されている。主容量電極５の中心の空隙部４ａは、後に
説明する主容量電極５とダイアフラム電極１１の第１の
電極部１１ａとの間の静電容量をダイアフラム１０に加
わる圧力に応じてより正確に比例変化させる役割と、ダ
イアフラム１０が強く加圧されてもダイアフラム電極１
１が主容量電極５と接触して短絡するのを防ぐ役割とを
果している。基準容量電極６は、主容量電極５と同様に
金ペーストを用いてスクリーン印刷により形成されてお
り、その厚みは０．７μｍである。基準容量電極６は、
主容量電極５と同心的に該主容量電極５を部分的に囲む
円弧形状を有している。基準容量電極６の一端は基準容
量電極端子９に接続されている。基準容量電極端子９も
基準容量電極６を形成するときに同時に形成される。な
お実際には、主容量電極５、基準容量電極６、接続部
７、主容量電極端子８及び基準容量電極端子９のパター
ンは同時に形成される。As shown in detail in the plan view of FIG. 2, the base electrode portion 1 is constructed by forming a main capacitance electrode 5 and a reference capacitance electrode 6 on a base substrate 4 made of ceramic with radial intervals. Has been done. The main capacitance electrode 5 is formed by screen printing using gold paste, has a thickness of 0.7 μm, and has an annular shape. Main capacitance electrode 5
Is electrically connected to the main capacitance electrode terminal 8 by the connecting portion 7. The connecting portion 7 and the main capacitance electrode terminal 8 are simultaneously formed by using a gold paste when forming the main capacitance electrode 5. The void portion 4a at the center of the main capacitance electrode 5 is more accurately proportional to the electrostatic capacitance between the main capacitance electrode 5 and the first electrode portion 11a of the diaphragm electrode 11 described later according to the pressure applied to the diaphragm 10. The role of changing and the diaphragm electrode 1 even if the diaphragm 10 is strongly pressed.
1 plays a role of preventing the short circuit due to contact with the main capacitance electrode 5. Like the main capacitance electrode 5, the reference capacitance electrode 6 is formed by screen printing using a gold paste and has a thickness of 0.7 μm. The reference capacitance electrode 6 is
It has an arc shape concentric with the main capacitance electrode 5 and partially surrounding the main capacitance electrode 5. One end of the reference capacitance electrode 6 is connected to the reference capacitance electrode terminal 9. The reference capacitance electrode terminal 9 is also formed at the same time when the reference capacitance electrode 6 is formed. Actually, the patterns of the main capacitance electrode 5, the reference capacitance electrode 6, the connecting portion 7, the main capacitance electrode terminal 8 and the reference capacitance electrode terminal 9 are formed at the same time.
【００１３】ダイアフラム電極部２は図３の背面図に詳
細に示すように、セラミックからなる厚み０．８ｍｍの
ダイアフラム１０上にダイアフラム電極１１が形成され
て構成されている。ダイアフラム電極１１は、金ペース
トを用いてスクリーン印刷により形成されており、その
厚みは０．７μｍである。ダイアフラム電極１１は、第
１の電極部１１ａと第２の電極部１１ｂとを備えてい
る。第１の電極部１１ａは主容量電極５と対向するよう
に円形に形成されており、第２の電極部１１ｂは基準容
量電極６と対向するように円弧形状を有している。第２
の電極部１１ｂの一端はダイアフラム電極端子１２に接
続されており、第１の電極部１１ａの一部も接続部１３
を介してダイアフラム電極端子１２に電気的に接続され
ている。なおダイアフラム電極１１、ダイアフラム電極
端子１２及び接続部１３は一回のスクリーン印刷により
同時に形成する。本実施例では、第１の電極部１１ａと
主容量電極５との間の距離及び第２の電極部１１ｂと基
準容量電極６との間の距離が約１０μｍになるようにガ
ラス封着パターン３の厚みを定めている。As shown in detail in the rear view of FIG. 3, the diaphragm electrode section 2 is constructed by forming a diaphragm electrode 11 on a diaphragm 10 made of ceramic and having a thickness of 0.8 mm. The diaphragm electrode 11 is formed by screen printing using gold paste and has a thickness of 0.7 μm. The diaphragm electrode 11 includes a first electrode portion 11a and a second electrode portion 11b. The first electrode portion 11a is formed in a circular shape so as to face the main capacitance electrode 5, and the second electrode portion 11b has an arc shape so as to face the reference capacitance electrode 6. Second
One end of the electrode portion 11b of the first electrode portion 11b is connected to the diaphragm electrode terminal 12, and part of the first electrode portion 11a is also connected to the connecting portion
It is electrically connected to the diaphragm electrode terminal 12 via. The diaphragm electrode 11, the diaphragm electrode terminal 12 and the connecting portion 13 are simultaneously formed by one screen printing. In this embodiment, the glass sealing pattern 3 is formed so that the distance between the first electrode portion 11a and the main capacitance electrode 5 and the distance between the second electrode portion 11b and the reference capacitance electrode 6 are about 10 μm. Has determined the thickness of.
【００１４】ガラス封着パターン３は、ガラスを主成分
とする絶縁材により形成されており、図４の平面図に詳
細に示すように、封着絶縁層３ａと、絶縁性スペーサ３
ｂと、連結部３ｃ〜３ｆとから構成されている。封着絶
縁層３ａはベース基板４とダイアフラム１０とを外周部
において結合するように環状の形状を有している。絶縁
性スペーサ３ｂは、主容量電極５と基準容量電極６との
間に配置されるように形成されている。絶縁性スペーサ
３ｂは基準容量電極６とダイアフラム電極１０との間の
距離の変化を抑制する寸法及び形状を有している。具体
的には、絶縁性スペーサ３ｂは、主容量電極５が位置す
る空間と基準容量電極６が位置する空間とを連通するた
めのスリットＳ1 ，Ｓ2 を形成するように、対向する半
円弧状の第１のスペーサ半部３ｂ1 と半円弧状の第２の
スペーサ半部３ｂ2 とから構成されている。The glass sealing pattern 3 is formed of an insulating material containing glass as a main component, and as shown in detail in the plan view of FIG. 4, the sealing insulating layer 3a and the insulating spacer 3 are formed.
b and connecting portions 3c to 3f. The sealing insulating layer 3a has an annular shape so as to connect the base substrate 4 and the diaphragm 10 at the outer peripheral portion. The insulating spacer 3b is formed so as to be arranged between the main capacitance electrode 5 and the reference capacitance electrode 6. The insulating spacer 3b has a size and shape that suppresses a change in the distance between the reference capacitance electrode 6 and the diaphragm electrode 10. Specifically, the insulating spacer 3b has a semi-arcuate shape facing each other so as to form slits S1 and S2 for connecting the space where the main capacitance electrode 5 is located and the space where the reference capacitance electrode 6 is located. It comprises a first spacer half 3b1 and a second semicircular spacer half 3b2.
【００１５】本実施例の静電容量式圧力センサは、絶縁
性スペーサを設けない静電容量式圧力センサに比べて基
準容量電極６とダイアフラム電極１１の第２の電極部１
１ｂとの間の距離の変化を４０分の１〜５０分の１に抑
制できることが確認された。なお、絶縁性スペーサ３ｂ
を設けることによりダイアフラム１０は撓み難くなる。
しかしながら、この問題はダイアフラム１０の厚みを薄
くして、ダイアフラム１０の可撓性を適宜に調整するこ
とにより解消できる。またダイアフラム１０の材質を変
更することにより対処してもよい。連結部３ｃ〜３ｆは
第２のスペーサ半部３ｂ2 から封着絶縁層３ａに向って
放射状に延びるようにして第２のスペーサ半部３ｂ2 と
封着絶縁層３ａとを連結している。第２のスペーサ半部
３ｂ2 と連結部３ｃと封着絶縁層３ａと連結部３ｄとに
よって囲まれた位置にダイアフラム電極端子１２が形成
されている。また第２のスペーサ半部３ｂ2 と連結部３
ｄと封着絶縁層３ａと連結部３ｅとによって囲まれた位
置に主容量電極端子８が形成されている。更に第２のス
ペーサ半部３ｂ2 と連結部３ｅと封着絶縁層３ａと連結
部３ｆとによって囲まれた位置に基準容量電極端子９が
形成されている。The capacitance type pressure sensor of this embodiment is different from the capacitance type pressure sensor having no insulating spacer in the reference capacitance electrode 6 and the second electrode portion 1 of the diaphragm electrode 11.
It was confirmed that the change in the distance from 1b can be suppressed to 1/40 to 1/50. The insulating spacer 3b
The diaphragm 10 is less likely to bend due to the provision of.
However, this problem can be solved by reducing the thickness of the diaphragm 10 and appropriately adjusting the flexibility of the diaphragm 10. Alternatively, the material of the diaphragm 10 may be changed. The connecting portions 3c to 3f connect the second spacer half portion 3b2 and the sealing insulating layer 3a so as to extend radially from the second spacer half portion 3b2 toward the sealing insulating layer 3a. A diaphragm electrode terminal 12 is formed at a position surrounded by the second spacer half portion 3b2, the connecting portion 3c, the sealing insulating layer 3a, and the connecting portion 3d. Also, the second spacer half 3b2 and the connecting portion 3
The main capacitance electrode terminal 8 is formed at a position surrounded by d, the sealing insulating layer 3a, and the connecting portion 3e. Further, a reference capacitance electrode terminal 9 is formed at a position surrounded by the second spacer half portion 3b2, the connecting portion 3e, the sealing insulating layer 3a and the connecting portion 3f.
【００１６】本実施例では、まずベース電極部１上にマ
スクを施して、図５に示すように、スクリーン印刷によ
り溶融したガラス封着材料を用いてガラス封着材料パタ
ーン３´を形成する。そして、このガラス封着材料パタ
ーン３´を介してダイアフラム電極部２をベース電極部
１の上に重ね合わせ、全体を炉に入れてガラス封着材料
パターン３´を溶融させてベース電極部１とダイアフラ
ム電極部２とを接合して静電容量式圧力センサを完成し
た。In the present embodiment, first, a mask is applied on the base electrode portion 1 and, as shown in FIG. 5, a glass sealing material pattern 3'is formed using a glass sealing material melted by screen printing. Then, the diaphragm electrode portion 2 is superposed on the base electrode portion 1 through the glass sealing material pattern 3 ′, and the whole is put in a furnace to melt the glass sealing material pattern 3 ′ and the base electrode portion 1. The electrostatic capacity type pressure sensor was completed by joining with the diaphragm electrode part 2.
【００１７】なお本実施例では、２つのスリットＳ1 ，
Ｓ2 を形成するように、２つの半円弧状のスペーサ半部
３ｂ1 ，３ｂ2 により絶縁性スペーサ３ｂを形成した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイアフ
ラム１０が圧力により撓み、しかも基準容量電極６とダ
イアフラム電極１１との間の距離の変化を抑制できるも
のであれば、スリットの数及び絶縁性スペーサの形状は
任意である。In this embodiment, the two slits S1,
Although the insulating spacer 3b is formed by the two half-circular spacer halves 3b1 and 3b2 so as to form S2, the present invention is not limited to this, and the diaphragm 10 is bent by pressure, The number of slits and the shape of the insulating spacer are arbitrary as long as the change in the distance between the capacitive electrode 6 and the diaphragm electrode 11 can be suppressed.
【００１８】また本実施例では、封着絶縁層３ａと絶縁
性スペーサ３ｂとをガラス封着パターンにより形成した
が、封着絶縁層３ａ及び絶縁性スペーサ３ｂはセラミッ
ク，樹脂等により形成することができる。また、封着絶
縁層３ａと絶縁性スペーサ３ｂとを別々の材質により形
成してもよい。Further, in this embodiment, the sealing insulating layer 3a and the insulating spacer 3b are formed by the glass sealing pattern, but the sealing insulating layer 3a and the insulating spacer 3b may be formed by ceramic, resin or the like. it can. Further, the sealing insulating layer 3a and the insulating spacer 3b may be formed of different materials.
【００１９】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。The structure of some of the inventions described in the specification will be shown below.
【００２０】（１）間隔をあけて配置された主容量電極
及び基準容量電極を備えたベース基板と、前記主容量電
極及び基準容量電極と対向するダイアフラム電極を備え
たダイアフラムと、前記ベース基板と前記ダイアフラム
とを外周部において結合する封着絶縁層とを具備し、前
記主容量電極が環状形状を有しており、前記基準容量電
極が前記主容量電極と同心的に前記主容量電極を部分的
に囲む円弧形状を有している静電容量式圧力センサにお
いて、前記ダイアフラム電極は、前記主容量電極と対向
する第１の電極部と前記基準容量電極と対向する第２の
電極部とを備えており、前記主容量電極及び基準容量電
極との間に配置されて前記ベース基板と前記ダイアフラ
ムとを結合する絶縁性スペーサが設けられ、前記絶縁性
スペーサは、前記第１の電極部と前記第２の電極部との
間の前記ダイアフラム表面に接合されてなり、前記絶縁
性スペーサのパターンは、前記基準容量電極と前記ダイ
アフラム電極との間の距離の変化を抑制するように定め
られていることを特徴と静電容量式圧力センサ。(1) A base substrate having a main capacitance electrode and a reference capacitance electrode arranged at intervals, a diaphragm having a diaphragm electrode facing the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode, and the base substrate. A sealing insulating layer that couples the diaphragm to an outer peripheral portion, the main capacitance electrode has an annular shape, and the reference capacitance electrode is a portion of the main capacitance electrode concentric with the main capacitance electrode. In the electrostatic capacitance type pressure sensor having a circular arc shape that surrounds the diaphragm electrode, the diaphragm electrode has a first electrode portion facing the main capacitance electrode and a second electrode portion facing the reference capacitance electrode. An insulating spacer is provided between the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode to couple the base substrate and the diaphragm, and the insulating spacer is The insulating spacer pattern is bonded to the surface of the diaphragm between the first electrode portion and the second electrode portion, and the pattern of the insulating spacer suppresses a change in the distance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode. Capacitive pressure sensor characterized in that it is defined as follows.
【００２１】（２）前記主容量電極の端子、前記基準容
量電極の端子及び前記ダイアフラム電極の端子は、前記
絶縁性スペーサと前記封着絶縁層との間に配置されてい
ることを特徴とする上記（１）に記載の静電容量式圧力
センサ。(2) The terminal of the main capacitance electrode, the terminal of the reference capacitance electrode and the terminal of the diaphragm electrode are arranged between the insulating spacer and the sealing insulating layer. The capacitance type pressure sensor according to (1) above.
【００２２】（３）前記絶縁性スペーサのパターンは、
前記主容量電極が位置する空間と前記基準容量電極が位
置する空間とが連通するように定められている上記
（１）に記載の静電容量式圧力センサ。(3) The pattern of the insulating spacer is
The capacitance type pressure sensor according to (1), wherein the space in which the main capacitance electrode is located and the space in which the reference capacitance electrode is located communicate with each other.
【００２３】（４）前記絶縁性スペーサと前記封着絶縁
層とはガラス封着パターンにより形成されている上記
（１）に記載の静電容量式圧力センサ。(4) The capacitance type pressure sensor according to (1), wherein the insulating spacer and the sealing insulating layer are formed by a glass sealing pattern.
【００２４】（５）間隔をあけて配置された主容量電極
及び基準容量電極を備えたベース基板と、前記主容量電
極及び基準容量電極と対向するダイアフラム電極を備え
たセラミック製のダイアフラムと、前記ベース基板と前
記ダイアフラムとを外周部において結合する封着絶縁層
とを具備し、前記主容量電極が金により形成され且つ環
状形状を有しており、前記基準容量電極が金により形成
され且つ前記主容量電極と同心的に前記主容量電極を部
分的に囲む円弧形状を有しいる静電容量式圧力センサに
おいて、前記ダイアフラム電極は、前記主容量電極と対
向する第１の電極部と前記基準容量電極と対向する第２
の電極部とを備えており、前記主容量電極及び基準容量
電極との間に配置されて前記ベース基板と前記ダイアフ
ラムとを結合する絶縁性スペーサが設けられ、前記絶縁
性スペーサは、前記第１の電極部と前記第２の電極部と
の間の前記ダイアフラム表面に接合されてなり、前記絶
縁性スペーサのパターンは、前記基準容量電極と前記ダ
イアフラム電極との間の距離の変化を抑制し、且つ前記
主容量電極が位置する空間と前記基準容量電極が位置す
る空間とが連通するように定められており、前記主容量
電極の端子、前記基準容量電極の端子及び前記ダイアフ
ラム電極の端子は、前記絶縁性スペーサと前記封着絶縁
層との間に配置されており、前記絶縁性スペーサと前記
封着絶縁層とはガラス封着パターンにより形成されてい
る静電容量式圧力センサ。(5) A base substrate having a main capacitance electrode and a reference capacitance electrode arranged at intervals, a ceramic diaphragm having a diaphragm electrode facing the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode, and A base substrate and a sealing insulating layer for coupling the diaphragm at an outer peripheral portion, the main capacitance electrode is formed of gold and has an annular shape, the reference capacitance electrode is formed of gold, and In a capacitance type pressure sensor having an arc shape that concentrically partially surrounds the main capacitance electrode, the diaphragm electrode may include a first electrode portion facing the main capacitance electrode and the reference. Second facing the capacitive electrode
And an insulating spacer that is disposed between the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode and couples the base substrate and the diaphragm, and the insulating spacer is the first spacer. The surface of the diaphragm between the electrode portion and the second electrode portion, the pattern of the insulating spacer suppresses a change in the distance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode, And the space where the main capacitance electrode is located and the space where the reference capacitance electrode is located are defined to communicate with each other, the terminal of the main capacitance electrode, the terminal of the reference capacitance electrode and the terminal of the diaphragm electrode, Capacitive pressure is disposed between the insulating spacer and the sealing insulating layer, and the insulating spacer and the sealing insulating layer are formed by a glass sealing pattern. Capacitors.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明のように、主容量電極及び基準容
量電極との間に配置されてベース基板とダイアフラムと
を結合する絶縁性スペーサを設けると、絶縁性スペーサ
によって囲まれた内部でダイアフラムが撓むため、ダイ
アフラムに圧力が加わっても、基準容量電極とダイアフ
ラム電極との間の距離の変化を抑制することができる。
そのため、基準容量電極とダイアフラム電極との間の静
電容量の変化を小さくすることができ、圧力の測定精度
を高めることができる。As in the present invention, when an insulating spacer is provided between the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode to connect the base substrate and the diaphragm, the diaphragm is enclosed inside the insulating spacer. Since the flexure occurs, the change in the distance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode can be suppressed even when pressure is applied to the diaphragm.
Therefore, the change in electrostatic capacitance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode can be reduced, and the pressure measurement accuracy can be improved.
【図１】 本発明の静電容量式圧力センサの一実施例の
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a capacitance type pressure sensor of the present invention.
【図２】 本実施例の静電容量式圧力センサのベース電
極部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a base electrode portion of the capacitance type pressure sensor of the present embodiment.
【図３】 本実施例の静電容量式圧力センサのダイアフ
ラム電極部を示す背面図である。FIG. 3 is a rear view showing a diaphragm electrode portion of the capacitance type pressure sensor of the present embodiment.
【図４】 本実施例の静電容量式圧力センサのガラス封
着パターンを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a glass sealing pattern of the electrostatic capacity type pressure sensor of the present embodiment.
【図５】 本実施例の静電容量式圧力センサのベース電
極部上にガラス封着パターンを形成した際の平面図であ
る。FIG. 5 is a plan view when a glass sealing pattern is formed on the base electrode portion of the electrostatic capacity type pressure sensor of the present embodiment.
【図６】 （Ａ）及び（Ｂ）は従来の静電容量式圧力セ
ンサの断面図を示している。6A and 6B are cross-sectional views of a conventional electrostatic capacitance type pressure sensor.
３ａ 封着絶縁層 ３ｂ 絶縁性スペーサ １０１，４ ベース基板 １０２，５ 主容量電極 １０３，６ 基準容量電極 １０４，１０ ダイアフラム １０５，１１ ダイアフラム電極 １１ａ 第１の電極部 １１ｂ 第２の電極部 3a Sealing insulating layer 3b Insulating spacer 101,4 Base substrate 102,5 Main capacitance electrode 103,6 Reference capacitance electrode 104,10 Diaphragm 105,11 Diaphragm electrode 11a First electrode portion 11b Second electrode portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷上 英樹 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Hideki Tanigami 3158 Shimookubo, Osawano-cho, Kamishinagawa-gun, Toyama Prefecture Hokuriku Electric Industry Co., Ltd.
Claims (4)
基準容量電極を備えたベース基板と、前記主容量電極及
び基準容量電極と対向するダイアフラム電極を備えたダ
イアフラムと、前記ベース基板と前記ダイアフラムとを
外周部において結合する封着絶縁層とを具備する静電容
量式圧力センサにおいて、 前記主容量電極及び基準容量電極との間に配置されて前
記ベース基板と前記ダイアフラムとを結合する絶縁性ス
ペーサが設けられ、 前記絶縁性スペーサのパターンは、前記基準容量電極と
前記ダイアフラム電極との間の距離の変化を抑制するよ
うに定められていることを特徴とする静電容量式圧力セ
ンサ。1. A base substrate having a main capacitance electrode and a reference capacitance electrode arranged at intervals, a diaphragm having a diaphragm electrode facing the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode, the base substrate and the A capacitance type pressure sensor comprising: a sealing insulating layer that couples a diaphragm to an outer peripheral portion of the capacitive type pressure sensor, the insulating being disposed between the main capacitance electrode and the reference capacitance electrode and coupling the base substrate and the diaphragm. Capacitive spacer is provided, and the pattern of the insulating spacer is defined so as to suppress a change in the distance between the reference capacitance electrode and the diaphragm electrode.
主容量電極が位置する空間と前記基準容量電極が位置す
る空間とが連通するように定められている請求項１に記
載の静電容量式圧力センサ。2. The capacitance type according to claim 1, wherein the pattern of the insulating spacer is defined so that a space in which the main capacitance electrode is located and a space in which the reference capacitance electrode is located are in communication with each other. Pressure sensor.
は同じ絶縁材料により形成されている請求項１に記載の
静電容量式圧力センサ。3. The capacitance type pressure sensor according to claim 1, wherein the insulating spacer and the sealing insulating layer are made of the same insulating material.
極と対向する第１の電極部と前記基準容量電極と対向す
る第２の電極部とを備えている請求項１に記載の静電容
量式圧力センサ。4. The capacitance type electrode according to claim 1, wherein the diaphragm electrode includes a first electrode portion facing the main capacitance electrode and a second electrode portion facing the reference capacitance electrode. Pressure sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21877795A JPH0961273A (en) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Electrostatic capacitance-type pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21877795A JPH0961273A (en) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Electrostatic capacitance-type pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961273A true JPH0961273A (en) | 1997-03-07 |
Family
ID=16725224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21877795A Pending JPH0961273A (en) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | Electrostatic capacitance-type pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961273A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11337435A (en) * | 1998-04-27 | 1999-12-10 | Texas Instr Inc <Ti> | Capacitive pressure transducer with few output error |
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| KR20190009088A (en) | 2017-07-18 | 2019-01-28 | (주)포인트엔지니어링 | Vacuum sensor |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21877795A patent/JPH0961273A/en active Pending
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